
一个半导体簿膜设备制造商在"6-Sigma"实施前的状况是:由于设计研发周期过长,该公司总是不能及时将产品推入市场,而且由于故障率太高,导致售后服务和维修成本过高。售后服务和维修成本包括:(1)顾客报怨、投诉和保修成本;(2)客户维修成本;(3)延迟发货和停产损失。该公司一台设备的平均单价是US$7500K。
该公司希望通过"6-Sigma"的改进运作,能使公司赶上其竞争对手,如Toshiba,Actel,Applied,Material等公司。
该公司的"6-Sigma"运作是从建立"6-Sigma"团队开始的。核心团队由研发工程、应用工程及可靠性工程组成,其它部门(如市场、制造、财务、质量等)负责支持与协助。
公司的总裁直接领导一个"6-Sigma"负责人,该"6-Sigma"负责人是由公司的副总裁担任。在"6-Sigma"负责人之下,是"6-Sigma"黑带委员会(包括MBB黑带师、研发总监、技术总监)、"6-Sigma"财务委员会、研发系统1#、研发系统2#、研发系统3#和两个黑带项目团队。
该公司"6-Sigma"的推进步骤如下:由管理高层确定"6-Sigma"的开展计划和管理结构,选定KPI,然后进行管理高层的培训和"6-Sigma"BB培训。在培训过程中,BB黑带项目也要同时选定和实施,最后是项目的审核。
选定的KPI是:(1)研发周期缩短2个月;(2)生产过渡期合格率由65%提高到80%;(3)减少客户报怨和维修率80%;(4)预计财务回报:通过降低研发周期可创造3.5亿美元(US$350KK);通过提高合格率可创造2亿美元(US$200KK);通过降低维修成本可节约4亿美元(US$400KK)。.
改进策略是:通过减少设计更改的次数来降低研发周期;通过控制360项输出指针来提高生产过渡期的合格率。
"6-Sigma"运作中建立了一个新的产品研发策略程序,其中加入了"6-Sigma"的改善策略,采用了QFD和DOE等"6-Sigma"工具,找到并很好控制了研发和生产过程中的关键因素。这些因素的优化值由RSM确定。
实施"6-Sigma"后,KPI的结果如下:研发周期降低了9个星期(目标是2个月)因而创造了3.1亿美元(US$310KK)(目标是3.5亿美元(US$350KK));生产过渡期合格率提高到85%(目标是80%),因而创造2.4亿美元(US$240KK)(目标是2亿美元(US$200KK));减少客户报怨67%(目标是80%),因而节省2.8亿美元(US$280KK)(目标是4亿美元(US$400KK)。
案例2
一个生产计算机的大型跨国公司,在实施"6-Sigma"前的状况如下:一个有500名员工的事业部,其产品的不可靠度为5600PPM,由于客户投诉和产品回收造成的经济损失是每年125万美元。并且许多主要客户(如Compag, Logitech, Microsoft, Philips等)由于改变了对该公司的印象和评价而取消了订单。
由于公司面临倒闭的危险,他们必须马上改进。他们在公司中引入了"6-Sigma"。首先建立了"6-Sigma"团队。公司的副总裁被指定为"6-Sigma"负责人,他领导着8个黑带(BB)和4个"6-Sigma"项目团队。
"6-Sigma"的实施过程也是:首先由管理高层确定"6-Sigma"的实施计划和KPI,然后进行管理高层的"6-Sigma"培训和黑带培训。在黑带的培训过程中,黑带项目也同时选定并实施,最后是"6-Sigma"项目的审查。
选定的KPI是:客户报怨率,可靠度。公司希望通过减少客户报怨90%来节省250万美元(US$2.5KK);不可靠度从5600PPM降到500PPM;通过减少检测站(设备和人员),节省400万美元(US$400KK);通过缩短设计周期创造250万美元(US$2.5KK);A故障率从4.4%降低到0.5%,B故障率从3.3降低到0.5%,C故障率从1.0%降到0.1%,增加客户定单2500万个/月。
"6-Sigma"实施中,建立了一个系统化的解决程序。包括确定响应变量,Process Mapping, C&E,GR&R,DOE,SPC等工具的使用。
"6-Sigma"实施后,KPI的结果如下:通过降低客户报怨99%(目标是90%)节省250万美元(US$2.5KK)不可靠度降到10PPm(目标是500PPm);通过减少检测站67%(目标是80%)节省650万美元(US$6.5KK);通过将研发周期减少14周(目标是10周)而获利410万美元(目标是250万美元);A故障率降低到0.21%(目标是0.5%);B故障率降低到0.05%(目标是0.5%);C故障率降为0(目标是0.1%);增加客户订单4200万个/月(目标是2500万个/月)。
案例3
项目名称:减少工艺过程的故障率
项目小组:黑带 2人
事业部经理 1人
项目负责人 1人
组员 5人
时间:3个月
改进前状况:由于工艺过程的故障率高达3056PPM,故障本身和维修这些故障给公司造成巨大经济损失。这些故障造成的经济损失高达779,752美元/年。
项目实施:此项目是通过Pareto分析后确定的。在Pareto图一共列出15个问题需解决,此项目要解决的问题列第5位。第1位到第4位的问题已选为其它的"6-Sigma"项目。
通过Pareto,Process Maping, XY Matrix, PFMEA,分析后,从6个子过程中确定2个关键子过程;从20个潜在因素中,确定3个关键因子。过程能力分析显示,该工艺过程只有4.2σ的水平。GR&R分析显示GR&R方差贡献达18%,过高,需对检测人员进行培训,并对测试环境进行改造。经过Multi-vari, T-test, Matrix,互相关,回归分析后,确认了关键因子。DOE分析显示,只有一个因子对过程的故障有显著影响,该因子的贡献率高达94.8%。该因子的最优值由回归方程确定。
实施"6-Sigma"后,改进结果如下:故障率从3056PPM降到600PPM,节省成本609,200美元/年。
案例4
项目名称:对中故障改善
项目小组:champion 1人
MBB 2人
事业部经理 1人
项目负责人 1人
组员 5人
项目时间:3.5个月
改进前状况:生产线上装配对中不良率高达2800PPM,这些故障本身和维修这些故障每年损失505,350美元。而且生产过程中,员工感到 *** 作困难。
项目实施:此项目也是由Pareto分析确定的。对中不良是Pareto图上14个问题中,第2位的问题。第1位的问题已选为另一个"6-Sigma"项目。
过程能力分析显示,此过程只有4.2σ的水平。为了解这个问题,首先进行了Process Maping,XY Matrix, PFMEA等分析,从6个子过程中,找到4个关键的子过程;从16个潜在因素中,找到7个关键因子。GR&R分析显示,GR&RR方差贡献率是0.34%,这表明此测试系统已达到要求。更进一步经由I-MR图,T-test,Chi-Square,MatrixPlot,多重线性回归,ANOVA等方法分析后,确定5个关键因子。再经DOE分析,最后确定3个对中不良有重要影响的因子,它们的贡献率为94.5%。这三个因子的最优值由DOE确定。
改进后的结果如下:对中不良率由2800PPM降至690PPM,每年节约成本350,490美元。
PFMEA失效原因是作业要素人机料环的变异及来源,控制了这些变异源,就有稳定的产品质量。所以失效原因应传承到控制计划的过程特性中,通过控制计划中的测量评价技术进行监控,确定监视的频率与容量,当发现变异超出规范与公差,及时启动反应计划。PFMEA分析中,“机”是设备、工装、夹具、工具的总称,失效原因是设备工装的精度和状态不良。一般我们采用预防性和预测性维护来进行控制。如喷嘴的磨损,是使用精度下降。喷嘴堵塞,是一种异常状态问题。用案例解释一下:
喷粉过程
要求:喷粉量100-120mg
失效模式:喷粉量大于120mg
失效原因:喷嘴过度磨损
预防措施:喷嘴定期更换(喷3000件)
探测措施:喷粉量在线监控
要求:喷粉量100-120mg
失效模式:喷粉量小于100mg
失效原因:喷嘴堵塞
预防措施:喷嘴定期清洗
探测措施:喷粉量在线监控
喷嘴的磨损与堵塞都是过程变异,都可以传承到控制计划中,然后通过保养指导书落实在实际的保养活动中,控制计划如下:
过程:喷粉
产品特性:喷粉量
规范/公差:100-120mg
测量评价技术:在线称重
容量/频率:连续 100%
控制方法:自动称重,超差报警
反应计划:产品隔离,重新喷粉,产品报废
过程特性:喷嘴的精度
规范/公差:无过度磨损
测量评价技术:目视对比标准图片
容量/频率:1次 1次/开班前
控制方法:设备点检表,定期更换
反应计划:发现磨损,及时更换
过程特性:喷嘴的状态
规范/公差:无堵塞
测量评价技术:目视对比标准图片
容量/频率:1次 1次/开班前
控制方法:设备点检表,定期清洗
反应计划:发现堵塞,及时清洗,更换
PFMEA分析中,“人”是指直接工作人员,失效原因是 *** 作工的错误的动作要领,不是指 *** 作工未培训、技能不达标、质量意识不强等。我们默认 *** 作人员是培训合格的,技能是达标的。要将管理因素和技术因素分开,FMEA是一种设计\制造的技术风险分析的工具,不是管理因素风险分析的工具。
问:在过程设计时,防错装置属于预防或探测控制手段,但防错装置本身又属于工装或设备的一部分,也就是属于过程的一部分,其功能也就是过程功能的一部分,那在开发PFMEA时,防错装置的失效分析需要涵盖到PFMEA中吗?如果需要,是放到失效模式栏、还是放到失效原因栏?答:PFMEA的作用是要确保设计的制造过程不出问题(比如不制造和不流出不合格品),防错属于制造过程的一部分,所以PFMEA也要涵盖防错失效的风险。
过程设计时最基本的两个原则:不制造不良品、不流出不良品,适用于所有的过程,属于不用说也需考虑的要求。
防错也属于设备、工装的一部分,也就是过程的一部分,所以防错的功能也可算作过程功能的一部分,在开发PFMEA时,防错是达到过程目的的方式,是属于过程设计的内容。这是工装或设备的设计。
防错属于预防和探测控制的一种手段,也需要确保其能够发挥应有的功能,相应的维护、保养措施又是防止防错失效的预防措施。对于复杂的防错来说,这是防错(装置)本身的设计。
设计是分不同阶段和不同层次的,按照上述案例说明,要想满足过程需求,工装或设备需要设计或增加防错,这是工装或设备的设计,防错属于工装和设备设计的一部分,防错是满足过程需求和要求的方法,属于工装和设备设计的“特性”,如果把工装和设备比喻成总成,那么防错就是分总成。总成和分总成设计属于不同的层次。一般设计是自上而下的设计,先根据总成需求设计出对分总成的要求,然后再对分总成进行设计。
对于上面这个问题,如果是对过程设计分了阶段,分了层次,就不会有这样的困扰了。也就是说,防错功能的失效需要在防错设计的FMEA中进行。对于简单的工装和防错来说,一起分析就行了,但是要清楚或明确分析的逻辑和层次。
需要注意的是,防错的组成要素产生了问题导致防错失效的具体原因,如电动拧紧中防止力矩值错误的防错,其失效原因可能是力矩传感器测量误差大、程序紊乱、工艺参数设定错误等,所以在PFMEA分析中,要深层次地进行分析,这样才能抓住具体的控制点。
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